pcb贴片工艺流程
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PCB贴片工艺(SMT - Surface Mount Technology)的核心工艺流程如下,按顺序用中文说明:
核心步骤:
-
PCB来料准备与上板:
- 将制造好的空白PCB(印刷电路板)装载到生产线的上板机上。
- PCB通常放置在专用的托盘或支架上,确保定位准确。
-
锡膏印刷:
- 目的: 将焊锡膏精准地印刷到PCB需要焊接电子元件的焊盘上。
- 设备: 锡膏印刷机。
- 关键物料: 焊锡膏(锡粉与助焊剂的混合物)。常用合金成分为 SAC305 (Sn96.5Ag3.0Cu0.5)。
- 过程:
- 将钢网(Stencil)精准对齐固定在PCB上方。钢网上有与PCB焊盘位置对应的镂空孔。
- 刮刀(通常是金属刮刀)推动锡膏在钢网表面滚动,锡膏通过钢网孔漏印到PCB的焊盘上。
- 关键控制点: 印刷精度、厚度均匀性、无桥连、无少锡。
-
锡膏检测:
- 目的: 自动检查锡膏印刷的质量。
- 设备: SPI机器。
- 过程: 利用光学(通常是3D)检测手段,检查印刷后的锡膏量、高度、面积、位置、形状是否有缺陷(如少锡、连锡、偏移、拉尖、形状不良等)。及时发现不良,可在贴片前进行修正,极大提高后续良率。
-
贴片:
- 目的: 将表面贴装元器件精准地放置到PCB对应的焊盘位置上(锡膏上方)。
- 设备: 贴片机。
- 关键物料: SMD元器件(电阻、电容、电感、IC、连接器等),通常以编带、管装、托盘等形式供料。
- 过程:
- 供料器将元器件输送至拾取位置。
- 贴片头通过真空吸嘴(或特殊夹具)从供料器拾取元器件。
- 视觉系统(通常在贴片头上)对元器件进行识别、定位(包括元器件本身的引脚、极性标记以及PCB上的光学定位点Mark)。
- 贴片头根据程序指令,将元器件高速、精准地放置到PCB涂有锡膏的对应焊盘位置。
- 锡膏的粘性使元器件暂时固定在PCB上。
- 关键控制点: 贴装精度、元器件极性正确、无漏贴、无错料、无侧立、无翻转、压力适当。
-
回流焊接:
- 目的: 通过加热熔化锡膏,使元器件的引脚/焊端与PCB焊盘形成可靠的电气和机械连接,然后冷却固化。
- 设备: 回流焊炉。
- 过程: PCB通过传送带进入有多个温区的回流焊炉。炉内通入氮气(常用,可减少氧化,提高焊接质量)或空气。经历典型的温度曲线:
- 预热区: 缓慢升温,使PCB和元器件均匀受热,激活助焊剂,蒸发溶剂。
- 恒温区/活性区/浸润区: 温度保持相对稳定,助焊剂充分清洁焊盘和引脚,减小温差,使元器件温度均衡。锡膏内部继续挥发溶剂。
- 回流区/焊接区: 温度迅速升至峰值(通常高于锡膏熔点 20-40°C),锡膏完全熔化,形成液态锡,在表面张力作用下润湿焊盘和引脚,形成良好焊点。
- 冷却区: 温度迅速下降,熔融的焊锡凝固固化,形成最终的焊点连接。冷却速率需要控制,过快可能导致焊点脆化或元器件热应力开裂。
- 关键控制点: 精确的温度曲线控制(Profile)、炉膛气氛控制、传送带速度稳定性。
-
自动光学检测:
- 目的: 自动检查焊接后的组装质量(焊接缺陷和元器件贴装缺陷)。
- 设备: AOI机器。
- 过程: 利用高清摄像头从不同角度对PCB进行扫描拍照(通常有顶部和侧面光源组合)。将获取的图像与预编程的标准进行比对,检测:
- 焊接缺陷: 短路(锡桥)、开路(少锡/虚焊)、移位、锡珠、锡球、焊锡不足、焊锡过多、墓碑效应(立碑)、焊点润湿不良、冷焊等。
- 元器件缺陷: 元器件缺失、错件、极性反、偏移、侧立、翻转、破损、标记不良等。
- 关键作用: 及时发现不良品,进行维修或返工,防止流入后续工序或客户手中。
-
下板:
- 将完成焊接和检测的PCB从生产线的末端取下,通常放入防静电周转箱或托盘。
后续可选步骤 (取决于产品要求):
- X射线检测:
- 对于带有隐藏焊点的元器件(如BGA、LGA、QFN、底部端子元件)或需要检查焊点内部结构(空洞率)、通孔焊接质量的场合,使用X光机进行透视检查。
- 功能性测试:
- 通电测试PCB的功能是否正常(如ICT在线测试、FCT功能测试)。
- 分板:
- 如果PCB是拼板设计(Panel),需要将单个PCB单元从拼板上分离下来(常用方式:V割分板、铣刀分板、冲压分板、激光分板)。
- 清洗:
- 如果使用含卤素或水溶性锡膏,或者产品要求高洁净度(如医疗、航天),需要清洗残留的助焊剂和污染物。
- 三防涂覆/灌胶:
- 在PCB表面涂覆保护涂层(如三防漆),或在特定区域灌封胶水,以提高产品的防潮、防尘、防腐蚀、防震、绝缘等性能。
- 最终外观检查与包装:
- 进行最终的人工目检或自动检查,确认产品外观完好无损,然后进行防静电包装。
关键点总结:
- 锡膏印刷、贴片和回流焊接是SMT最核心的三大工序。
- SPI和AOI是保障质量的关键在线检测环节。
- 回流焊的温度曲线控制对焊接质量至关重要。
- 整个过程需要严格的环境控制(温湿度、洁净度、静电防护)。
- 针对双面贴片的PCB,流程通常为:
- A面印刷锡膏 -> SPI -> A面贴片 -> 回流焊接 -> AOI。
- 翻板。
- B面印刷锡膏 -> SPI -> B面贴片 -> 回流焊接 -> AOI。
- 注意: B面使用的元器件重量和尺寸会受到限制,防止在第二次回流时因熔化锡膏张力不足而掉落。通常B面只放置小、轻的器件(如电阻、电容、小IC),或者使用红胶/胶水辅助固定(较少见)。有时也会先回流贴元件少/小的那一面。
这就是PCB贴片(SMT)的完整工艺流程。
SMT贴片加工的工艺流程及作用
SMT贴片加工是一种在PCB基础上进行加工的系列工艺流程技术,具有贴装精度高、速度快等优势特点,从而被众多电子厂家采纳应用。SMT
2020-07-19 09:59:53
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